CN223652545U - 一种散热结构及具有其的功率设备 - Google Patents

Abstract

一种散热结构，用于给功率设备箱体内的发热元件散热，包括：将箱体分隔成上下分布的散热腔体和功率腔体的隔板，箱体的散热腔体的侧面设置有进风口，箱体的顶部设置有出风口，箱体外侧的出风口对应位置处设置有第一风机，散热结构还设置有虹吸式散热器和固定装置，虹吸式散热器包括上下连通的冷凝器和蒸发器，隔板设置有安装孔，虹吸式散热器通过固定装置竖向穿设固定在安装孔内，冷凝器位于散热腔体内，蒸发器位于功率腔体的上部。本实用新型的散热结构通过设置虹吸式散热器，能有效地吸收位于功率腔体上部的发热元件的热量，降低发热元件的温度，结构简单可靠，散热效果非常好，散热效率高。本实用新型还公开了一种功率设备。

Description

一种散热结构及具有其的功率设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种散热结构及具有其的功率设备。

背景技术

功率设备是一种用于转换和控制电能的电子设备，多用于逆变器中。随着逆变器功率密度和防护要求的逐步增加，功率设备的内部环温逐步成为限制产品设计的重要因素。目前功率设备多采用水冷方式散热，功率设备内的水冷散热器主要用于给功率设备内的功率器件散热，而没有设计专门针对功率设备内部的电感、电容、导电排、开关等器件进行散热的散热结构，功率设备内部的电感、电容、导电排、开关等器件会产生杂散热量，这些杂散热量会导致柜体内部环温升高，影响功率设备的使用寿命。

因而，急需开发一种散热效果好的散热结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种散热效果好的散热结构及具有其的功率设备，旨在解决上述技术问题。

一种散热结构，用于给功率设备箱体内的发热元件散热，包括：将所述箱体分隔成上下分布的散热腔体和功率腔体的隔板，所述箱体的所述散热腔体的侧面设置有进风口，所述箱体的顶部设置有出风口，所述箱体外侧的所述出风口对应位置处设置有第一风机，所述散热结构还设置有虹吸式散热器和固定装置，所述虹吸式散热器包括上下连通的冷凝器和蒸发器，所述隔板设置有安装孔，所述虹吸式散热器通过所述固定装置竖向穿设固定在所述安装孔内，所述冷凝器位于所述散热腔体内，所述蒸发器位于所述功率腔体的上部。

优选地，上述固定装置包括设置在所述冷凝器和所述蒸发器连接处的固定板、设置在所述固定板上刚好穿设固定所述虹吸式散热器的固定孔，所述固定板的面积比所述安装孔的面积大，所述固定板固定在所述隔板上面，所述固定孔与所述安装孔的位置对应。

优选地，上述固定板的与所述虹吸式散热器连接处设置有第一密封条。

优选地，上述隔板上面的所述安装孔的四周设置有第二密封条。

优选地，上述箱体的所述散热腔体的四周均设置有进风口，所述冷凝器正对左侧的所述进风口，所述冷凝器的两侧朝左方向延伸设置有风道挡板。

优选地，上散热腔体内设置有主散热器，所述进风口位于主散热器的下方，所述主散热器为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的主散热器，所述虹吸式散热器为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的虹吸式散热器。

优选地，上述主散热器为由左侧散热板和右侧散热板组成的V型散热器，所述冷凝器包括与所述蒸发器连接的第一竖向冷凝单元和与所述第一竖向冷凝单元连接的斜向冷凝单元，所述斜向冷凝单元平行设置于所述左侧散热板的正下方。

另一优选地，上述主散热器为板状水平横向设置，所述冷凝器包括与所述蒸发器连接的第二竖向冷凝单元和与所述第二竖向冷凝单元连接的横向冷凝单元，所述横向冷凝单元平行设置于所述主散热器的正下方。

优选地，上述发热元件设置于所述蒸发器的两侧，其中一侧所述发热元件远离所述蒸发器的一端设置有第二风机。

本实用新型还公开了一种功率设备，包括箱体，所述箱体内设置有如上所述的散热结构，所述功率设备还包括设置于所述功率腔体上部的发热元件；所述发热元件为电容、电感、开关、导电排中的一种或一种以上的任意组合。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型的散热结构在功率设备的箱体内设置竖向穿设散热腔体和功率腔体的虹吸式散热器，具体地，可以根据需要将功率设备的发热元件设置在功率腔体的上部。将冷凝器设置于散热腔体内，将蒸发器设置于功率腔体的上部。虹吸式散热器为现有技术的虹吸式散热器，其内通常设置有制冷剂，工作时，蒸发器吸收位于功率腔体上部的发热元件产生的杂散热量，蒸发器内的制冷剂吸收热量后汽化上升至冷凝器，热的制冷剂经冷凝器降温后液化流回蒸发器内，冷的制冷剂再在蒸发器吸收热量，如此往复不断地给发热元件散热。冷凝器的散热过程为：开启位于顶部的第一风机，在第一风机的吸力作用下，外面的冷空气从进风口进入散热腔体，进过冷凝器时吸收冷凝器的热量变成热空气，吸收热量的热空气通过出风口排出，进而实现冷凝器的散热。

本实用新型的散热结构通过设置虹吸式散热器，能有效地吸收位于功率腔体上部的发热元件的热量，降低发热元件的温度，结构简单可靠，散热效果非常好，散热效率高，可以避免出现因这些杂散热量导致功率腔体内部环温升高、而影响功率设备的使用寿命的情况，大大提高了功率设备的可靠性，延长了功率设备的使用寿命。

同理，本实用新型的功率设备设置有专门针对发热元件散热的散热结构，降低了发热元件的温度，结构简单可靠，散热效果非常好，大大提高了功率设备的可靠性，延长了功率设备的使用寿命。且因本实用新型的功率设备的散热效果好，可以实现功率设备的密集设置，进而提高整个功率系统的功率密度，减小整个功率系统的尺寸和重量。

同时，本实用新型的功率设备的散热结构通过隔板将箱体分隔成上下分布的散热腔体和功率腔体，散热腔体和功率腔体完全隔离，可以确保功率设备具有较好的散热效果的情况下，达到较高的防护等级，满足各种极端环境的使用。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的一种散热结构的结构示意图；

图2是本实用新型的一种散热结构的虹吸式散热器的结构示意图；

图3是本实用新型的一种散热结构的散热腔体的结构示意图；

图4是本实用新型的一种散热结构的虹吸式散热器的安装分解结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例和附图对本实用新型作进一步描述：

一种散热结构，用于给功率设备箱体10内的发热元件14散热，如图1至图4所示，包括：将箱体10分隔成上下分布的散热腔体11和功率腔体12的隔板13、箱体10的散热腔体11的侧面设置有进风口15，箱体10的顶部设置有出风口16，箱体10外侧的出风口16对应位置处设置有第一风机17，散热结构还设置有虹吸式散热器18和固定装置19，虹吸式散热器18包括上下连通的冷凝器20和蒸发器21，隔板13设置有安装孔22，虹吸式散热器18通过固定装置19竖向穿设固定在安装孔22内，冷凝器20位于散热腔体11内，蒸发器21位于功率腔体12的上部。

具体地，发热元件14可以为电容、电感、开关、导电排中的一种或一种以上的任意组合，电容、电感、开关、导电排的排布可以根据需要设置。

本实用新型的散热结构在功率设备的箱体10内设置竖向穿设散热腔体11和功率腔体12的虹吸式散热器18，具体地，可以根据需要将功率设备的发热元件14设置在功率腔体12的上部。将冷凝器20设置于散热腔体11内，将蒸发器21设置于功率腔体12的上部。虹吸式散热器18为现有技术的虹吸式散热器18，其内通常设置有制冷剂，工作时，蒸发器21吸收位于功率腔体12上部的发热元件14产生的杂散热量，蒸发器21内的制冷剂吸收热量后汽化上升至冷凝器20，热的制冷剂经冷凝器20降温后液化流回蒸发器21内，冷的制冷剂再在蒸发器21吸收热量，如此往复不断地给发热元件14散热。冷凝器20的散热过程为：开启位于顶部的第一风机17，在第一风机17的吸力作用下，外面的冷空气从进风口15进入散热腔体11，进过冷凝器20时吸收冷凝器20的热量变成热空气，吸收热量的热空气通过出风口16排出，进而实现冷凝器20的散热(具体空气循环方向见图1和图3的虚线箭头方向)。

本实用新型的散热结构通过设置虹吸式散热器18，能有效地吸收位于功率腔体12上部的发热元件14的热量，降低发热元件14的温度，结构简单可靠，散热效果非常好，散热效率高，可以避免出现因这些杂散热量导致功率腔体12内部环温升高、而影响功率设备的使用寿命的情况，大大提高了功率设备的可靠性，延长了功率设备的使用寿命。

较佳地，如图1、图2和图4所示，固定装置19包括设置在冷凝器20和蒸发器21连接处的固定板23、设置在固定板23上刚好穿设固定虹吸式散热器18的固定孔24，固定板23的面积比安装孔22的面积大，固定板23固定在隔板13上面，固定孔24与安装孔22的位置对应。即虹吸式散热器18的蒸发器21依次穿过固定孔24和安装孔22，使得蒸发器21位于功率腔体12的上部。安装时可以先在箱体10外将虹吸式散热器18穿设固定在固定板23的固定孔24上，再将整体固定在隔板13上面，虹吸式散热器18穿过安装孔22，提前预制，可大大降低安装难度。即本实用新型的散热结构通过固定装置19将虹吸式散热器18穿设固定在隔板13的安装孔22，固定装置19的结构简单，固定安装操作简单，且固定牢固。

较佳地，如图2和图4所示，固定板23的与虹吸式散热器18连接处设置有第一密封条25。即当虹吸式散热器18穿设固定在固定板23的固定孔24时，虹吸式散热器18与固定孔24之间会有缝隙，该缝隙会影响箱体10功率腔体12的密封性和防护等级。因而，在固定板23的与虹吸式散热器18连接处设置第一密封条25，第一密封条25可以起到密封、防水防尘的效果，可以大大提高功率腔体12的密封性和防护等级。

较佳地，如4所示，隔板13上面的安装孔22的四周设置有第二密封条26。在隔板13上面的安装孔22的四周设置第二密封条26，可以提高固定板23和隔板13之间安装的密封性，到达较好的防尘防水的效果，进一步提高功率腔体12的密封性和防护等级。

较佳地，如图1至图4所示，箱体10的散热腔体11的四周均设置有进风口15，冷凝器20正对左侧的进风口15，冷凝器20的两侧朝左方向延伸设置有风道挡板27。

箱体10的散热腔体11的四周均设置有进风口15，可以增加散热腔体11的进风量，加大散热腔体11的空气循环量，进而提高虹吸式散热器18的散热效率。冷凝器20正对左侧的进风口15，即冷凝器20正对进风口15的迎风面，增加冷凝器20进风面积和进风强度，更有利于箱体10外进入散热腔体11的冷空气与冷凝器20充分接触、充分热交换，进一步提高冷凝器20的散热效率，散热效果好。当然，冷凝器20也可以根据需要正对其他任一方向的进风口15，只需要确保冷凝器20正对进风口15的迎风面即可。在冷凝器20的两侧朝左方向延伸设置风道挡板27，即冷凝器20两侧的风道挡板27形成了冷凝器20独立的风道，能确保左侧进风口15进来的冷空气都在风道的作用下流向冷凝器20，风道的设置有利于流向冷凝器20的风更加集中、强度更大，更有利于箱体10外进入散热腔体11的冷空气与冷凝器20充分接触、充分热交换，进一步提高冷凝器20的散热效率，获得更好的散热效果。

较佳地，如图1和图3所示，散热腔体11内设置有主散热器28，进风口15位于主散热器28的下方，主散热器28为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的主散热器28，虹吸式散热器18为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的虹吸式散热器18。

主散热器28主要用于给功率腔体12内的主要发热元件14散热，如给二极管、三极管、绝缘栅双极型晶体管等主要发热元件14散热。主散热器28可以为现有技术的水冷换热器，也可以是现有技术的相变换热器。主散热器28和虹吸式散热器18配合散热，散热效率高，散热效果非常好。主散热器28和冷凝器20共有散热腔体11，结构紧凑。

进风口15位于主散热器28的下方，可以确保所有从进风口15进入散热腔体11的空气均流经主散热器28换热后再从出风口16流出。

在主散热器28和虹吸式散热器18的表面进行阳极氧化或电泳或喷粉处理，可以提高主散热器28和虹吸式散热器18的耐腐蚀性，满足不同的防腐等级要求。

较佳地，如图1、图2和图4所示，主散热器28为由左侧散热板29和右侧散热板30组成的V型散热器，冷凝器20包括与蒸发器21连接的第一竖向冷凝单元31和与第一竖向冷凝单元31连接的斜向冷凝单元32，斜向冷凝单元32平行设置于左侧散热板29的正下方。

将主散热器28设置为由左侧散热板29和右侧散热板30组成的V型散热器，可以在有限的空间内最大程度地增加主散热器28的面积，进而提高主散热器28的散热效率。

冷凝器20包括与蒸发器21连接的第一竖向冷凝单元31和与第一竖向冷凝单元31连接的斜向冷凝单元32，斜向冷凝单元32平行设置于左侧散热板29的正下方。与蒸发器21连接的第一竖向冷凝单元31，确保蒸发器21内的热的制冷剂较好地、顺利地进入第一竖向冷凝单元31。斜向冷凝单元32平行设置于左侧散热板29的正下方，即冷凝器20风道的风经过斜向冷凝单元32后再经过左侧散热板29后从出风口16流出。冷凝器20包括与蒸发器21连接的第一竖向冷凝单元31和与第一竖向冷凝单元31连接的斜向冷凝单元32，可以在散热腔体11有限的空间内提高冷凝器20的散热面积，进而提高冷凝器20的散热效率。

另一较佳地，主散热器28为板状水平横向设置，冷凝器20包括与蒸发器21连接的第二竖向冷凝单元(图中未标示)和与第二竖向冷凝单元(图中未标示)连接的横向冷凝单元(图中未标示)，横向冷凝单元(图中未标示)平行设置于主散热器28的正下方。

当然，主散热器28也可以设置为板状水平横向设置，冷凝器20包括与蒸发器21连接的第二竖向冷凝单元(图中未标示)和与第二竖向冷凝单元(图中未标示)连接的横向冷凝单元(图中未标示)，即可以在散热腔体11有限的空间内提高冷凝器20的散热面积，进而提高冷凝器20的散热效率。

较佳地，如图1所示，发热元件14设置于蒸发器21的两侧，其中一侧发热元件14远离蒸发器21的一端设置有第二风机33。发热元件14设置于蒸发器21的两侧，距离近，有利于蒸发器21带走发热元件14的热量，提高散热效率，散热效果好。其中一侧发热元件14远离蒸发器21的一端设置有第二风机33，第二风机33启动后，由于第二风机33的抽力，位于蒸发器21另一侧的发热元件14的热风抽向蒸发器21，经蒸发器21散热后变成冷风再流进蒸发器21一侧的发热元件14，冷空气吸收发热元件14的热量后经箱体10内壁反射回蒸发器21散热。第二风机33的使用加速了功率腔体12上部的空气流通，有利于蒸发器21两侧发热元件14的散热，大大提高了散热效率。

本实用新型还公开了一种功率设备，包括箱体10，箱体10内设置有如上所述的散热结构，功率设备还包括设置于功率腔体12上部的发热元件14；发热元件可以为电容、电感、开关、导电排中的一种或一种以上的任意组合，电容、电感、开关、导电排的排布可以根据需要设置。

同理，本实用新型的功率设备设置有专门针对发热元件14散热的散热结构，降低了发热元件14的温度，结构简单可靠，散热效果非常好，大大提高了功率设备的可靠性，延长了功率设备的使用寿命。且因本实用新型的功率设备的散热效果好，可以实现功率设备的密集设置，进而提高整个功率系统的功率密度，减小整个功率系统的尺寸和重量。

同时，本实用新型的功率设备的散热结构通过隔板13将箱体10分隔成上下分布的散热腔体11和功率腔体12，散热腔体11和功率腔体12完全隔离，可以确保功率设备具有较好的散热效果的情况下，达到较高的防护等级，满足各种极端环境的使用。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种散热结构，用于给功率设备箱体内的发热元件散热，其特征在于，包括：将所述箱体分隔成上下分布的散热腔体和功率腔体的隔板，所述箱体的所述散热腔体的侧面设置有进风口，所述箱体的顶部设置有出风口，所述箱体外侧的所述出风口对应位置处设置有第一风机，所述散热结构还设置有虹吸式散热器和固定装置，所述虹吸式散热器包括上下连通的冷凝器和蒸发器，所述隔板设置有安装孔，所述虹吸式散热器通过所述固定装置竖向穿设固定在所述安装孔内，所述冷凝器位于所述散热腔体内，所述蒸发器位于所述功率腔体的上部。

2.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于：所述固定装置包括设置在所述冷凝器和所述蒸发器连接处的固定板、设置在所述固定板上刚好穿设固定所述虹吸式散热器的固定孔，所述固定板的面积比所述安装孔的面积大，所述固定板固定在所述隔板上面，所述固定孔与所述安装孔的位置对应。

3.根据权利要求2所述的一种散热结构，其特征在于：所述固定板的与所述虹吸式散热器连接处设置有第一密封条。

4.根据权利要求3所述的一种散热结构，其特征在于：所述隔板上面的所述安装孔的四周设置有第二密封条。

5.根据权利要求4所述的一种散热结构，其特征在于：所述箱体的所述散热腔体的四周均设置有进风口，所述冷凝器正对左侧的所述进风口，所述冷凝器的两侧朝左方向延伸设置有风道挡板。

6.根据权利要求5所述的一种散热结构，其特征在于：所述散热腔体内设置有主散热器，所述进风口位于主散热器的下方，所述主散热器为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的主散热器，所述虹吸式散热器为表面进行了阳极氧化或电泳或喷粉处理的虹吸式散热器。

7.根据权利要求6所述的一种散热结构，其特征在于：所述主散热器为由左侧散热板和右侧散热板组成的V型散热器，所述冷凝器包括与所述蒸发器连接的第一竖向冷凝单元和与所述第一竖向冷凝单元连接的斜向冷凝单元，所述斜向冷凝单元平行设置于所述左侧散热板的正下方。

8.根据权利要求6所述的一种散热结构，其特征在于：所述主散热器为板状水平横向设置，所述冷凝器包括与所述蒸发器连接的第二竖向冷凝单元和与所述第二竖向冷凝单元连接的横向冷凝单元，所述横向冷凝单元平行设置于所述主散热器的正下方。

9.根据权利要求7或8所述的一种散热结构，其特征在于：所述发热元件设置于所述蒸发器的两侧，其中一侧所述发热元件远离所述蒸发器的一端设置有第二风机。

10.一种功率设备，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设置有权利要求1至9任一所述的散热结构，所述功率设备还包括设置于所述功率腔体上部的发热元件；所述发热元件为电容、电感、开关、导电排中的一种或一种以上的任意组合。